An Approach to Quantify the Heat Wave Strength and Price a Heat Derivative for Risk Hedging

Mitigating the heat stress via a derivative policy is a vital financial option for agricultural producers and other business sectors to strategically adapt to the climate change scenario. This study has provided an approach to identifying heat stress events and pricing the heat stress weather derivative due to persistent days of high surface air temperature (SAT). Cooling degree days (CDD) are used as the weather index for trade. In this study, a call-option model was used as an example for calculating the price of the index. Two heat stress indices were developed to describe the severity and physical impact of heat waves. The daily Global Historical Climatology Network (GHCN-D) SAT data from 1901 to 2007 from the southern California, USA, were used. A major California heat wave that occurred 20-25 October 1965 was studied. The derivative price was calculated based on the call-option model for both long-term station data and the interpolated grid point data at a regular 0.1 ×0.1 latitude-longitude grid. The resulting comparison indicates that (a) the interpolated data can be used as reliable proxy to price the CDD and (b) a normal distribution model cannot always be used to reliably calculate the CDD price. In conclusion, the data, models, and procedures described in this study have potential application in hedging agricultural and other risks.     

北半球500 hPa高度场定常波不平稳性分析

提出并阐明Lorenz环流分解意义下的定常波不平稳性概念,它是月平均网上纬向波动分量气候变率与定常波强度相对大小的表征.根据Lorenz环流分解,定义全域(局域)定常波不平稳度Ius(I1us),分析了北半球500 hPa位势高度场定常波强度较大的30°-60°N纬带的定常波不平稳性,结果表明:(1)全城定常波不平稳带位置存在季节件北进、南退过程.平稳的定常波出现在冬季的35°-55°N的中纬度带和夏季的副热带地区(35°N以南),分别与冬季的东亚大槽、北美槽和较弱的欧洲槽,以及夏季的副热带高压等系统相联系.不平稳度的高值中心出现在春季的35°N和夏季的50°N,这与定常波强度季节变化和月平均图上槽脊位置、强度年际异常有关.(2)局域定常波不平稳度存在着明显的纬向不对称性.平稳带通常位于定常波的强槽强脊所控制的区域,而不平稳带通常位于定常波强度较弱的区域.副热带(35°N及以南)局域定常波不平稳度冬强于夏,中纬度(35°N及以北)则夏强于冬.夏季局域定常波不平稳度地理分布具有复杂的结构.但无论冬夏,北欧是定常波最不平稳的地区,北美大陆附近的定常波则相对平稳.(3)夏季,从华北经东北至北太平洋存在一个定常波不平稳度高值带,其高值中心位于中国黑龙江省东部(45°N,130°E),主要影响中国北方(东北、华北、西北),可能是该区夏季气候脆弱带的环流成因.     

有效雨量和滑坡泥石流灾害概率模型

针对我国西北至东南的带状区域,将其划分为6个区划单元:黄土高原西部、秦岭山区、大巴山区、大别山区、罗霄山区和浙闽沿海。通过提取并分析滑坡泥石流灾害发生频次和雨量信息,发现对于任何一个区划单元,并不存在一个临界雨量,诱发地质灾害的有效降水处于一个比较大的区间,对于给定的有效降水,滑坡泥石流灾害只是存在一个发生的可能性。进一步研究了6个区划单元内有效雨量和滑坡泥石流灾害的概率关系。相关系数检验表明了本文计算的降水因子与滑坡泥石流灾害发生的频次服从高斯分布,可以利用密度函数曲线来定量计算有效降水为某一值情况下滑坡泥石流灾害发生的概率。研究还表明我国由西北至东南,诱发滑坡泥石流灾害的雨量值增大,增大的幅度可以通过6个区划单元降水因子与滑坡泥石流灾害高斯分布的参数来定量描述。     

98.6连续暴雨的对称不稳定研究

通过分析98.6连续暴雨过程的扰动风场与降水强度之间的关系,以及扰动风场与非线性和线性对称不稳定之间的关系,进而研究非线性和线性对称不稳定与降水强度和位置之间的关系,认为在日常降水预报中应注意扰动风场的变化以及非线性和线性对称不稳定。     

近50a北京人居环境中气候因子的变化特征

应用1951—2003年逐日气象观测资料,分析影响北京城市人居环境主要气候因子的变化特征。结果表明：近50 a北京增暖趋势明显,气候变暖与极端热（冷）不舒适日数之间具有较好的相关性,其所导致的总体趋势是使热（冷）不舒适日数上升（下降）,同时增加了出现极端热（冷）不舒适日的随机性。分析还表明,北京年加热度日指数存在明显下降趋势,年制冷度日指数变化正好相反,这意味着未来北京冬季供暖耗费能源将会减少,而夏季降温耗费能源将会增加。     

1991年夏东亚阻塞高压形成的诊断分析

文中将１９９１年夏季在东亚地区发生的阻塞高压分为发展期,旺盛期及衰亡期等３个阶段进行了细致的诊断分析。发现在东亚阻塞高压的第一、二阶段其上游有明显的波活动通量与２～６ｄ尺度的Ｅ矢量通量传播。即定常罗斯贝波的传播与天气尺度扰动的共同作用有利于东亚阻塞高压的维持。第一阶段西风气流的分支处有比第二阶段更为明显的南北向分布的涡动位势涡度的辐散辐合偶极子说明了天气尺度扰动给阻塞高压的发展提供了很重要的能源,显然天气尺度扰动在阻塞高压的发展阶段起着比旺盛阶段更为显著的作用。本文还注意到乌拉尔阻塞高压的崩溃与东亚阻塞高压形成的某些联系。     

桂林市汛期降水集中度和集中期与旱涝关系的研究

利用桂林13站近50a的逐日降水资料,采用近年来气象学者提出的降水集中度和集中期的定义,计算桂林汛期降水集中度和集中期,对其统计特征进行分析,结果表明:降水集中度最大值为0.59,最小值为0.12,平均值为0.33,年际变化大,有10a的变化周期;降水集中期出现在汛期第5旬到第8旬之间的年份占76%。对集中度大值年和小值年进行对比分析,得出汛期降水量偏多时,集中度偏大容易造成洪涝灾害,集中度偏小则降水较均匀,不利于洪涝的形成。多水年和少水年降水集中度的空间分布明显不同,多水年的集中期明显比少水年偏迟。     

甘肃平凉市的旅游气候舒适度评价

利用甘肃省平凉市7县（区）气象观测站1961—2010年50a气象资料,采用温湿指数、风寒指数和着衣指数指标,对平凉7县（区）各月旅游气候舒适度进行了分析。结果显示,平凉市7县（区）旅游气候最舒适期为每年的5～9月,较舒适期在4月和10月,不舒适期静宁、庄浪、华亭为4个月,主要分布在冬季及秋末（1～2月、11—12月）,崆峒、灵台、泾川、崇信为3个月,分布在冬季的1、2、12月。由于地理位置和海拔高度的不同,平凉旅游气候在东西南北方向上有着一定差异,在东西方向上差异尤其明显,一年中舒适度年指数自西向东呈升高趋势。     

DEVELOPMENT OF MESOSCALE DISTURBANCE IN THREE-DIMENSIONAL INHOMOGENEOUS VORTEX

Starting from the anelastic equations describing deep convection in cylindrical coordinates, the WKBJ method is used to discuss the stability of asymmetric three-dimensional inhomogeneous vortex under the conditions of nonhydrostatic and non-equilibrium gradient wind. From the equation of wave action, the development of disturbance is qualitatively analyzed.